本标准规定了由半导体二极管芯片组成的整流管三相桥模块的测试方法。本标准适用于电流为5A及5A以上的电力半导体整流管三相桥模块。由整流二极管组成的三相桥组件亦应参照使用。 JB/T 6307.3-1992 电力半导体模块测试方法 整流管三相桥 JB/T6307.3-1992 标准下载解压密码：www.bzxz.net

JB/T6307.
.主题内容与适用范围
中华人民共和国机械行业标准
电力半导体模块测试方法
整流管三相桥
JB6307.3-92
本标准规定了由半导体二极管芯片组成的整流管三相桥模块的测试方法。本标准适用于电流为5A及5A以上的电力半导体整流管三相桥模块。由整流二极管组成的三相桥组件亦应参照使用。
2术语
本术语范围仅系GB2900.32《电工名词术语电力半导体器件》未提供的适用于三相整流桥模块的术语。
2.1反向重复峰值电流（IxRm）
模块交流接线端的三端加上反向重复峰值电压时的最大反向峰值电流。2.2反向重复峰值电压(VRRM）
模块交流接线端的三端出现的重复的最大瞬时值反向电压。包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复解态电压。
2.3正向峰值电压(Vym）
模块内臂的两只芯片通以受倍额定直流输出电流时的最大解态峰值电压。2.4正向峰值电流（Im）
从模块交流接线端流入芯片的包括所有重复瞬态电流的正向峰值电流。2.5反向不重复峰值电压（VRsM）模块交流接线端三端出现的任何不重复最大瞬时值的瞬态反向电压。2.6等效结温
基于模块内臂的两只芯片的热电校准关系。通过电测量得到的结温。2.7热阻(R+）
在热平衡条件下，模块的等效结温和基准点的温度差与产生该温度差的耗散功率之比。3
电路符号及测试一股要求
电路符号
可调交流电压源；
可调脉冲电源；
-可调恒流源；
机械电子工业部1992--06—26批准56
1993—01—01实施
恒流源，
变压器；
二极管；
晶南管；
电阻器
可调电阻器：
电容器；
电感器：
开关；
电压表：
PA—电流表：
瓦特表；
示波器：
记录仪器
受试模块。
3.2测试一般要求
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3.2.1试验电源
3.2.1.1测试电路中的所有电源均应有钳位措施，以保护受试模块在通断。调整和测量时，不致由于浪涌等瞬态现象引起损坏。
3.2.1.2电源波动应不影响测量精度。交流电源颖率为50士1Hz，波形为正弦波，波形失真系数不大于10%；直流电源纹波系数对于反向特性测量应不大于1%，对于正向特性测量应不大于10%。3.2.2测量仪表和电路条件
3.2.2.1仪表应有保护措施，以防止由于受试模块的故障或接线错误引起的过负荷。为防止不需要的半周脉冲进入示波器的放大器，可在电路中接入二极管保护。3.2.2.2测量大电流器件时，电压测量结点应与电流传导结点分开。当测量电流时的电路上的电压降和测量电压的电路上的电流引起的误差可观时，则必须对测量结果进行修正。当测量小电流时，应采取适当预防措施。确保杂散电容、电感不影响测量精度，并使寄生电路电流和外部漏电流远小于被测电流，或在测量结果中，对其影响给予修正。57
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3.2.2.3直流和交流电压表，电流表以及测量用分流器的精度一般应为0.5级或更高。且其阻抗对测量系统的影响应可以忽略。在下列情况下可用低于0.5级精度的仪表：a.
对测量结果没有重要影响；
对判定合格与否没有重要影响：b.
按国家标准没有0.5级标准仪表。3.2.3环境条件
3.2.3.1室温测试大气条件：
基准大气条件：温度25℃。相对湿度65%。气压101.3×10°Pa；仲裁试验大气条件：温度25±1℃，相对湿度63%～67%，气压86×10~106×10°Pa；常规试验大气条件：温度5～35℃。相对湿度45%～85%，气压86×10°~106×10°Pa。当相对湿度和大气压对被测参数没有可观影响时，大气条件可仅以温度为准。当室温偏离25C较远，而温度对被测参数又有明显影响，应按25℃对测量结果进行修正。3.2.3.2受试模块在高、低温箱中或控温夹具上进行高温测试或低温测试时，温度起伏在1～十1℃范围内。当温度对被测参数没有明显影响时，温差起伏在一2～十2℃范围内，否则应对测量结果进行修正。在无特别说明时，高温测试指在T-\℃下进行。T为额定最高结温；低温测试指在额定最低结温。4电特性测试
4.1反向重复峰值电流（IRkM）
4.1.1目的
在规定条件下，测量模块的反向重复蜂值电流。4.1.2原理电路和要求
图1反向重复峰值电流测试电路
VD1.VD2一提供负半周电压的二极管，使得只测量模块的反向待性；选择当E击穿时，能限制流过E的电流，以防止损坏E和仪表；3
R1一限流保护电阻器，其值应
R2校准电流的无感电阻器；
可用峰值读数仪表代替示波器，峰值电流表应能显示反向电压达到峰值时的电流值。4.1.3规定条件
结温：25℃，Tm
反向电压：反向重复峰值电压(VxRM）；交流电压源频率：50Hz。
测试程序
将开关S1和S2分别投向A和B；
调交流电压源G，使其臂3一4加上规定的反向重复峰值电压，在示波器或峰值读数电流表上显JB6307.3-92
示的电流值，即为所测反向重复峰值电流IRRM(34)C.
将开关S1和S2分别投向B和A，按照b程序，可测得反向重复峰值电流IkRM(16)将开关S1和S2分别投向.A和C，按照b程序，可测得反向重复峰值电流IRRM(4s>d.
将开关S1和S2分别投向C和A，按照b程序，可测得反向重复峰值电流IRRM(12)将开关S1和S2分别投向B和C，按照b程序，可测得反向重复峰值电流IRRM(54)将开关S1和S2分别投向C和B，按照b程序，可测得反向重复峰值电流IgRM(2n)g.
取b.c.d.e.f.及g程序中的较大值，定为模块的反向重复蜂值电流IsRMh.
4.2正向峰值电压（Vm）
4.2.1··目的
在规定条件下，用脉冲法测量模块的正向峰值电压。4.2.2原理电路和要求
保护电阻器：
图2正向峰值电压测试电路
校准电流读数的无感电阻器：
控制电流脉冲的晶闸管，
：通态时产生脉冲电流。脉冲电流结束时应立即为断态。G的脉冲宽度及其重复额率，应使得测量期间的内部发热可以忽略。可用峰值读数仪表代替示波器；峰值电压表应能显示正向电流达到峰值时的电压值。4.2.3规定条件.
a.：结温：出厂检验为25℃，型式检验为25℃和Tb，正向峰值电流：模块额定直流输出电流I。的元/3倍（元可以取3）；用来连接受试模块直流接线端的导线应尽可能短。4.2.4.测试程序
受试模块紧固在夹具或散热器上，用导线连接其直流接线端，测量峰值电压（VM）的测试点位置尽量靠近模块壳体：
注：注意消除接触压降，电流、电压取样应为四点连接法。b．将开关S1和S2分别投向A和B。C.
脉冲电源的电压由零逐渐增加，使流过受试模块内臂3一4的正向电流整定到规定值。此时示波器或峰值读数电压表显示的数值即为所测的正向峰值电压VFM将开关S1和S2分别投向B和-A。按照b程序，可测得正向峰值电压VpM(15)；将开关S1和S2分别投向A和C，按照b程序，可测得正向峰值电压VrM(45)；将开关S1和S2分别投向C和A，按照b程序，可测得正向峰值电压VeM(12)；59
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g，将并关S1和S2分别投向B和C，按照b程序，可测得正向峰值电压VFM(5>h，将开关S1和S2分别投向C和B，按照b程序，可测得正向峰值电压VFM(2>；i.取b.c.d.e.f.g.及h程序中的较大值，定为模块的正向峰值电压VM4.3正向伏安特性（VFM—Irm曲线）4.3.1目的
在规定条件下，用脉冲法测试正向峰值电压与正向峰值电流的关系，并作曲线。4.3.2原理电路和要求
符合4.2.2条。
4.3.3规定条件
a.结温：25℃和Tm；
b。正向电流范围：零至模块额定直流输出电流I。的1.5倍以上。4.3.4测试程序
由4.2.4i确定正向峰值电压最大的一臂，用以测试模块的正向伏安特性；a.
受试模块分别在25C和T下，测出该臂的不同正向峰值电流及对应的正向峰值电压；b.
在同一算术坐标上，播出25℃及T的两条正向伏安特性曲线，若测试电流范围比较大，可用单c.
对数坐标描绘曲线。
5热特性测试
5.1基本要求
5.1.1如果把从施加功率到进行测量之间的时间增加一倍，测量结果的变化不大于规定误差，则可认为达到了热平衡。
5.1.2所有电气试验除另有规定或在脉冲条件下完成测量外，均应在热平衡条件下进行。5.1.3基准点位置：模块壳体底板的长边侧面几何中心点，点深1mm；或由制造厂给定。5.1.4.测量基准点温度(Tt)的方法基准点温度采用可忽略热容量的热敏元件进行测量，为保证热敏元件与模块壳体底板之间的热阻可以忽略，用焊剂，夹具或卡件使热缴元件与壳体底板可靠贴紧。对于基准点深入表面1mm的情况，用裁面直径不大于0.25mm的热偶插入该孔进行测量，热偶热端应熔焊形成小球（焊球直径应小于0.8mm），不可用绞纽或锡焊形成。热偶热端插入基准点孔，并拍击孔边金属将热偶小球盖住，使热偶与壳体底板紧实地接触。热端不允许短路。热偶冷端应可靠地保持在0℃或某一定温度值。5.2热阻(R）
测量热阻(或瞬态热阻抗)是基于用热敏参数作为等效结温的读数。通常，把在小百分数额定电流下芯片的正向电压用来作为热敏参数。这种方法的精度未加规定，但应遵守5.2.4条。5.2.1目的
测量模块内芯片的结到基准点之间的热阻。5.2.2方法原理
对受试模块的三臂分别施加不同的耗散功率P1c1n)、P2un)与P1ca)、P2(4)以及P1(s)、P2(s6)，通过调整冷却条件，使臂1一2（或3一4或臂5一6)。在P，和P，两次耗散功率下的结温相同，分别测量模块基准点的温度T1can)、T2a2)与T1ca0)、T2(ao以及T1(5)、T2(6)用热敏电压检验是否达到相同结温。按公式（1)、(2）和（3）分别计算臂的热阻。S0
Tran)-Ta(1n)
P2(12)-Pr(12)
Reh(34)
T(34)—T2(84)
P2(34)P1(84)
模块热阻按公式(4)求出。
5.2.3·原理电路和要求
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T1(58)—T2(56)
P2C58)P1(58)
Rh12) · Reh(34) · Ra(s
Rhc12)·Re(2a)+Ro<12)·Rb(5e)+Rb(34)·Rb5a)S2
图3热阻测试电路
G1——可调恒流源，此电源应能输出使受试模块内芯片的结温达到或接近额定结温的负载电流I，，在模块内芯片的结中产生耗散功率；监视其结温的直流基准电流(热敏电流)；PV—零位法（衡消法）电压表，一在负载电流周期性中断的短时间间中，S1-—周期性中断负载电流I的电子开关：一指示I，在结中产生耗功率的瓦特表。PW-
5.2.4注意事项
当从负载电流I，向基准电流I，转换时，由于过剩电荷载流子产生瞬态电压，如果受试模决包含a.
有铁磁材料，也要产生瞬态电压。因此开关S2在这些瞬态效应消失以前不应闭合。b.通常基准电流I，应选取足够大，以维持整个结面积导通。5.2.3条的负载电流I，可以是零，即耗散功率P，也是零。则公式（1)、（2）和（3）中的基准e.
点温度T，等于施加功率P，时的等效结温。5.2.5规定条件
负载电流：产生的功率应使等效结温达到接近T，通常为模块额定直流输出电流I。的a.
等于模块内单只芯片的额定正向平均电流)；基准电流I2：其值应足够大；采用A3.1的推荐值；b.
温度基准点的位置和热偶安装：按5.1.3和5.1.4条；测量基准电流的电压(热敏电压)的时间：应在中断负载电流后0.5~1ms期间；用来连接受试模块直流接线端的导线应尽可能短：截面积按电流值决定。5.2.6测试程序
用导线连接受试模块的直流接线端；a.
受试模块紧固在可调温度的加热夹具上，热偶固定在基准点上；（亦即
将开关S3和S4分别投向A和B，首先测量受试模块内臂3-4的热阻Ra(a)：加热夹具保持在c.
较高的温度上，施加较小的负载电流I，在结中产生耗散功率P13)，达到热平衡后；调整零位法电压表PV为零平衡；记录基准点温度T1c4)，再使加热夹具保持在较低的温度上，增大负载电流I，至功率P2012)把结加热到和P1(34功率下相同的结温，此温度由零位法电压表的零平衡指示，记录基准点温度T2(34，按公式（2）计算热阻Ra(34);
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d.将开关S3和S4分别投向C和A以及B和C，按照程序C，测量受试模块内臂12及5—6的热阻Rbcan及Rb5);
模块热阻按公式(4)求出。
5.3瞬态热阻抗Zht
5.3.1目的
测试模块内臂的结到基准点之间的瞬态热阻抗。5.3.2方法原理
施加负载电流并达到热平衡后，分别记录模块内臂1一2、3--4及5—6的耗散功率。切断负载电流作为时间的函数同时记录基准电的正向电压和基准点温度。用相同基准电流得到的校准曲线，确定作为时间函数的等效结温。5.3.3原理电路和要求
图4瞬态热阻抗测试电路
一恒流源G1提供的在受试模块内臂的芯片的结中产生耗撤功率的负毅电流；I-恒流源G2提供的直流基准电流(热敏电流)；S1-Www.bzxZ.net
切断负载
指示由负载电流I，在受试模块内臂的芯片结中电流，的开关；
产生耗做功率的瓦特表；
5.3.4规定条件
同5.2.5条
5.3.5测试程序
PS——记录热敏电压与时间的关系的记录仪器。PS
a。用导线连接受试模块的直流接线端；b．用外部加热的方法，改变模块的温度。按作为等效结温的函数测量基准电流I，的正向电压，并描出校准曲线；
受试模块紧固在保持固定温度的夹具上，热偶固定在基准点上，将开关S3和S4分别投向A和c.
B，闭合S1，对受试模块的臂3--4施加负载电流I1，在其结中产生耗散功率P，并建立热平衡；d.断开开关S1；切断I1，作为降温过程时间函数的正向电压（I.产生的），用记录仪器PS记录，在降温期间，同时记录相应的基准点温度；e.
用校准曲线把记录的正向电压曲线变换成等效结温的曲线。用公式(5)计算瞬态热阻抗Zh(t)Zhn
[Tvs(0) Trd(o, ]-[T- -Trt( ]P
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当开关S1断开(t=0)时的温度，℃；式中Tce)Tf(o)—
T(t)、Ter(t)-—在时间t时的温度，C。f.将开关S3和S4分别投向C和A以及B和C。同c.d.及e条。测试臂1-2及臂5一6的Za(t)；g．用e及f的结果。按公式(4)计算不同t值下模块的热阻抗，并描绘曲线。6额定值（极限值）的检验
6.1反向不重复蜂值电压（VRsM）6.1.1目的
在规定条件下，检验模块的反向不重复峰值电压额定值。6.1.2原理电路和要求
规定条件
图5反向不重复峰值电压测试电路提供负半周电压的二极管，使得只试验受试模块的反向特性：实现对E施加反向半周电源电压的机电开关或电子开关（导电角近似为180);
结温：25℃、Tm；
一保护电阻器；
一峰值读数电压表。
半周期脉冲的持续时间：近似10ms，另有规定时，可为8.3，1或0.1ms；脉冲次数或重复频率：不大于5Hz；试验电压：反向不重复峰值电压（VrsM）。试验程序
交流电源电压设定为零；
将开关S1和S2分别投向A和B；
断开开关S3，使交流电源电压上升到反向不重复峰值电压值；在反向半周期间闭合开关S3，对模块内臂1一6施加规定的反向不重复峰值电压；试验后，按4.1测量反向重复峰值电流；将开关S1和S2分别投向B和A，按照c、d、e程序，测试模块内臂3一4的反向不重复峰值电将开关S1和S2分别投向A和C，按照c、d、e程序，测试模块内臂1-2的反向不重复峰值电将开关S1和S2分别投向C和A，按照c、d、e程序，测试模块内臂4一5的反向不重复峰值电将开关S1和S2分别投向B和C，按照c、d、e程序，测试模块内臂2一3的反向不重复峰值电63
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将开关S1和S2分别投向C和B，按照c、d、e程序，测试模块内臂5--6的反向不重复峰值电压，
k。如果所测量的反向重复峰值电流都满足产品标准的规定值，则模块的反向不重复峰值电压额定值得到确认。
6.2正向（不重复）浪涌电流(IpsM）6.2.1目的
在规定条件下，检验模块内芯片的正向（不重复）浪涌电流额定值。6.2.2原理电路和要求
图6正向(不重复）浪涌电流测试电路PA——峰值读数电流表；
一阻断由变压器T2提供正向电压的二极管；—设定波涌电流的电阻器，此电阻器的电阻应大于二极管VD1的正向电阻，R1-
其电阻值应尽可能的小；
导通角的机电开关或电子开关；T1-
保护电阻器，
S1—在正向(浪涌)半周期间具有近似于180°通过S1对正向(浪涌)半周期供电的大电流低电压变压器。其电流波形应基本上是持续时间近似于10ms(或8.3ms)，重复额率近似于50(或60)Hz的正弦半波；T2—-通过二极管VD1对反向半周期供电的小电流高电压变压器。若此变压器由一单独电源馈电，则其相序必须如同向T1馈电的相序。其电压波形应基本上为正弦半波；PV
峰值读数电压表。
若需露要，在X和Y点之间可接入二极管VD2及其串联的开关S2或接入电阻R3及其串联的开关S2，VD2为平衡二极管。其正向电阻近似等于受试模块单只芯片的正向电阻，若采用电阻R3，其电阻应与受试模块单只芯片的正向电阻相同，S2为机电开关或电子开关，在变压器T1反向半周期间，其导通角近似于180°。
6.2.3规定条件
浪涌前结温；Tm；
反向峰值电压：0.5VRRM，另有规定时，可为0.8VRRM或VARM；正向(不重复)浪涌电流：按产品标准；反向电压源的最大阻抗：应尽可能的小，以满足b项条件规定；每次浪涌的周波数：无特殊说明时，为一个周波；浪涌次数：按产品标准；
试验后的测量极限：按产品标准。试验程序
电压和电流电源设定为零。
按其极性标志。将受试模块装入试验台座。并满足其温度条件。将峰值读数仪表PV上显示的反向峰值电压调至规定值。
调整电阻R1，使蜂值读数仪表PA上显示的正向浪涌电流达到规定值。c.
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d。按施加正向浪涌电流的规定次数对模块内芯片遥只进行试验。e，试验后，按产品标准规定的检验项目对模块内芯片逐只进行测量，如满足其规定值，厕认为受试模块通过了本项试验。
6.3.1目的
在规定条件下，检验模块内芯片的t值，或测试t一t曲线。6.3.2方法原理
It测试实质是持续时间小于工额正弦平波(1～10ms范围)的一种不重复浪涌电流测试。通过浪涌电流i对其持续时间t积分idt，即可求得It值。改变持续时间就可求得半波内各时间点的It值。从而得到t曲线(如图7例)。
'Irsm
(X10°A)
式中：IsM—
浪涌电流峰值，A；
(X10'A·S)
tw(ms)
图7t曲线
-P't曲线；2—Issm曲线
图8I't试验电流波形
按图8定义的正弦半波底宽；ms
对于工题50Hz半个周波（底宽10ms），上式变为：（6）
原理电路和要求
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t=0.005sm(A*。s)
图93t测试电路
R3-—观测正向电流的无感电阻器；波形的电容器、电感器、电阻器；浪涌电流波形按下列公式。由C、L、和R2决定。对于衰减振荡波形按公式(8)、(9)、(10)决定：C=0.53
IpsM t
对于正弦波形按公式(11)、(12)和(13)决定：C=0.32
式中：V。电容器C的充电电压，V；IsM·t
to一按图8所示定义的正弦半波底宽，msIpsM—浪涌电流峰值，A。
C、L、R2-
产生正向电流
峰值读数电压表。
+*（12)
为使加在受试模块内芯片上的电压尽可能的低，作为电路的改进，可采用C的放电电流先经过低压变压器再通过受试模块的芯片，这样电容器℃的电压可以充至较高，以利于产生大电流脉冲。6.3.4规定条件
浪涌前结温：T或25℃；
浪涌电流：波形为正弦半波，峰值IrsM按产品标准，底宽，给出I\单一值时为10ms，给出曲线时应在1~10ms间取4~5点（如1、3、5、7、9ms）；c
浪涌次数：应予规定，每两次之间间隔。由热平衡条件确定；紧接浪涌后不施加反向电压。
试验程序
将受试模块加热到规定结温；
调整C、L、R2使受试模块的芯片通过规定峰值和底宽的浪涌电流IssM(对应于被验证的Tt值)；经规定次数浪涌后，按4.1和4.2进行反向重复峰值电流和正向峰值电压测量。如满足产品标准
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